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2025年 第55卷 第8期
2025, 55(8): 1-6.
doi: 10.3724/j.gyjzG25060604
摘要:
我国民用建筑钢结构中,焊接型材的使用占据主导地位,轧制型材的使用占比偏低,远低于发达国家的应用水平。为推动轧制型材在民用建筑领域的规模化应用,对比了轧制型材与焊接型材的工艺及性能差异,分析了我国民用建筑领域轧制型材未能规模化应用的关键制约因素,提出了基于高效能标准化钢结构体系与应用关键技术的轧制型材规模化应用的路径。基于该实施路径,可有效推动轧制型材在我国民用建筑领域的规模化应用,助力实现“碳中和,碳达峰”的国家战略目标。
我国民用建筑钢结构中,焊接型材的使用占据主导地位,轧制型材的使用占比偏低,远低于发达国家的应用水平。为推动轧制型材在民用建筑领域的规模化应用,对比了轧制型材与焊接型材的工艺及性能差异,分析了我国民用建筑领域轧制型材未能规模化应用的关键制约因素,提出了基于高效能标准化钢结构体系与应用关键技术的轧制型材规模化应用的路径。基于该实施路径,可有效推动轧制型材在我国民用建筑领域的规模化应用,助力实现“碳中和,碳达峰”的国家战略目标。
2025, 55(8): 7-13.
doi: 10.3724/j.gyjzG25060605
摘要:
高效能标准化钢结构的推广与应用是建筑行业绿色转型与高质量发展的重要组成部分,是推动轧制型材规模化应用的关键途径之一。为推动轧制型材的规模化应用,系统评价高效能标准化钢结构,构建了高效能标准化钢结构的评价指标体系,并对实际工程进行了试评价。评价结果显示,所构建的评价指标体系可以准确反映和引导高效能标准化钢结构的工程实践,推动轧制型材的规模化应用。
高效能标准化钢结构的推广与应用是建筑行业绿色转型与高质量发展的重要组成部分,是推动轧制型材规模化应用的关键途径之一。为推动轧制型材的规模化应用,系统评价高效能标准化钢结构,构建了高效能标准化钢结构的评价指标体系,并对实际工程进行了试评价。评价结果显示,所构建的评价指标体系可以准确反映和引导高效能标准化钢结构的工程实践,推动轧制型材的规模化应用。
2025, 55(8): 14-22.
doi: 10.3724/j.gyjzG25060607
摘要:
热轧H型钢具有尺寸精度高、力学性能好、无需焊接等多项优点,是适合在多种钢结构构件中采用的预制型材。但在国内民用建筑钢结构中,热轧H型钢应用的比例不高。为摸清民用建筑钢结构中热轧H型钢的应用现状和问题,首先对国内31家代表性设计单位进行了调研,收集了200余个钢结构项目的设计信息,包括项目的基本信息、构件截面、设计方法、应用热轧H型钢的情况等。其次,调查和总结了设计师对于热轧H型钢应用问题的意见,并提出了包括优化调整热轧H型钢规格在内的多项解决方案。最后,统计分析了钢结构构件各截面类型的比例以及H型钢截面常用的尺寸,为编制适用的热轧H型钢规格奠定了基础。
热轧H型钢具有尺寸精度高、力学性能好、无需焊接等多项优点,是适合在多种钢结构构件中采用的预制型材。但在国内民用建筑钢结构中,热轧H型钢应用的比例不高。为摸清民用建筑钢结构中热轧H型钢的应用现状和问题,首先对国内31家代表性设计单位进行了调研,收集了200余个钢结构项目的设计信息,包括项目的基本信息、构件截面、设计方法、应用热轧H型钢的情况等。其次,调查和总结了设计师对于热轧H型钢应用问题的意见,并提出了包括优化调整热轧H型钢规格在内的多项解决方案。最后,统计分析了钢结构构件各截面类型的比例以及H型钢截面常用的尺寸,为编制适用的热轧H型钢规格奠定了基础。
2025, 55(8): 23-31.
doi: 10.3724/j.gyjzG25060608
摘要:
为进一步推动热轧H型钢产品在民用建筑钢结构中的应用,对热轧H型钢这一工业定型产品的设计原则进行分析总结,建议遵循安全、合理、经济、便捷的原则,并建立起适合我国国情的产品体系。通过对欧洲、美国、日本热轧H型钢产品规格体系分析,结合我国实际国情与建筑业发展趋势,为我国热轧H型钢产品的发展方向提出建议。建议民用建筑用热轧H型钢按构件类型细分型钢产品线,并有针对性地优化现有产品规格、细分级次;开发配套节点、图集,形成标准化成套应用体系;对于受弯构件,应以提高经济性与便捷性为主要研究方向,引导钢结构建筑设计标准化;对于受压和压弯构件,应考虑安全性与合理性,在其适用范围内推广,并通过研发新产品、衍生产品、新结构体系等方式拓展产品适用领域。
为进一步推动热轧H型钢产品在民用建筑钢结构中的应用,对热轧H型钢这一工业定型产品的设计原则进行分析总结,建议遵循安全、合理、经济、便捷的原则,并建立起适合我国国情的产品体系。通过对欧洲、美国、日本热轧H型钢产品规格体系分析,结合我国实际国情与建筑业发展趋势,为我国热轧H型钢产品的发展方向提出建议。建议民用建筑用热轧H型钢按构件类型细分型钢产品线,并有针对性地优化现有产品规格、细分级次;开发配套节点、图集,形成标准化成套应用体系;对于受弯构件,应以提高经济性与便捷性为主要研究方向,引导钢结构建筑设计标准化;对于受压和压弯构件,应考虑安全性与合理性,在其适用范围内推广,并通过研发新产品、衍生产品、新结构体系等方式拓展产品适用领域。
2025, 55(8): 32-38.
doi: 10.3724/j.gyjzG25061704
摘要:
重型热轧H型钢是指米重不低于3000 N或翼缘厚度不小于40 mm的热轧H型钢。综述了重型热轧H型钢材料性能和残余应力相关研究成果,结合我国现行规范对试验数据进行对比分析,并提出设计和应用建议。重型热轧H型钢不同截面位置的材料性能具有差异性,相同截面位置沿厚度方向会出现材料性能波动。依据我国现行规范的型钢取样材性数据,能够较好地反映重型热轧H型钢截面的平均材料性能。重型热轧H型钢的残余应力分布与普通热轧H型钢相比存在差异,在翼缘和腹板区域呈现抛物线或多次曲线的变化规律,且残余应力的数值沿同一位置的厚度方向存在较大变化。我国现行规范在确定柱子稳定曲线时使用的热轧H型钢残余应力分布模型与现有研究得到的重型热轧H型钢的残余应力实际分布存在差异,这可能导致设计结果偏保守。
重型热轧H型钢是指米重不低于3000 N或翼缘厚度不小于40 mm的热轧H型钢。综述了重型热轧H型钢材料性能和残余应力相关研究成果,结合我国现行规范对试验数据进行对比分析,并提出设计和应用建议。重型热轧H型钢不同截面位置的材料性能具有差异性,相同截面位置沿厚度方向会出现材料性能波动。依据我国现行规范的型钢取样材性数据,能够较好地反映重型热轧H型钢截面的平均材料性能。重型热轧H型钢的残余应力分布与普通热轧H型钢相比存在差异,在翼缘和腹板区域呈现抛物线或多次曲线的变化规律,且残余应力的数值沿同一位置的厚度方向存在较大变化。我国现行规范在确定柱子稳定曲线时使用的热轧H型钢残余应力分布模型与现有研究得到的重型热轧H型钢的残余应力实际分布存在差异,这可能导致设计结果偏保守。
2025, 55(8): 39-45.
doi: 10.3724/j.gyjzG25060606
摘要:
型材钢构件标准化程度高、施工便捷,属于绿色高效能钢材,目前加工方式存在劳动密集、效率低等问题。实现型材钢构件数字化制造关键在于先进制造工艺、生产控制系统与智能装备相结合,基于三维模型驱动和视觉传感技术,形成型材钢构件数字化切割、焊接、表面清洁、喷涂工艺及先进智能装备。开发钢结构制造材料云虚拟系统,打通业财与物联网,实现从钢材下单到车间下料全流程数字化管理。建立型钢构件生产线制造执行系统,实时采集加工设备数据,可视化监控构件加工状态。最后通过工程应用对型材钢构件数字化制造及生产线进行验证,以期为业内同行开展相关研究与应用工作提供参考。
型材钢构件标准化程度高、施工便捷,属于绿色高效能钢材,目前加工方式存在劳动密集、效率低等问题。实现型材钢构件数字化制造关键在于先进制造工艺、生产控制系统与智能装备相结合,基于三维模型驱动和视觉传感技术,形成型材钢构件数字化切割、焊接、表面清洁、喷涂工艺及先进智能装备。开发钢结构制造材料云虚拟系统,打通业财与物联网,实现从钢材下单到车间下料全流程数字化管理。建立型钢构件生产线制造执行系统,实时采集加工设备数据,可视化监控构件加工状态。最后通过工程应用对型材钢构件数字化制造及生产线进行验证,以期为业内同行开展相关研究与应用工作提供参考。
2025, 55(8): 46-52.
doi: 10.3724/j.gyjzG25060611
摘要:
目前方形和矩形钢管生产工艺主要由4块钢板拼焊或通过冷成型加工而成,钢板拼焊方矩管构件存在纵向焊和电渣焊工作量大、梁柱节点力学性能不优等问题,冷成型方矩管构件存在截面4个角部冷作硬化、冷成型部位可焊性差等问题。另外,以上方矩管构件生产工艺还存在加工工艺复杂,不适用高效能智能制造等缺点。面向钢结构智能制造,提出了双焊缝热轧方矩管构件生产工艺,方矩管构件通过两肢等壁厚热轧槽钢拼焊,分离式隔板等工序,并采用智能制造方法进行高效制造。重点介绍方矩管型材的技术要求、结构节点设计及智能制造工艺等相关内容,为此类构件产品的开发提供指引。
目前方形和矩形钢管生产工艺主要由4块钢板拼焊或通过冷成型加工而成,钢板拼焊方矩管构件存在纵向焊和电渣焊工作量大、梁柱节点力学性能不优等问题,冷成型方矩管构件存在截面4个角部冷作硬化、冷成型部位可焊性差等问题。另外,以上方矩管构件生产工艺还存在加工工艺复杂,不适用高效能智能制造等缺点。面向钢结构智能制造,提出了双焊缝热轧方矩管构件生产工艺,方矩管构件通过两肢等壁厚热轧槽钢拼焊,分离式隔板等工序,并采用智能制造方法进行高效制造。重点介绍方矩管型材的技术要求、结构节点设计及智能制造工艺等相关内容,为此类构件产品的开发提供指引。
2025, 55(8): 53-59.
doi: 10.3724/j.gyjzG25060610
摘要:
为探究V-Ti成分体系对材料强度等级和质量等级的影响,通过形变热模拟试验研究了组织转变规律。结合实际生产试制,对建筑钢结构的典型柱构件——热轧H型钢进行了现场试制和性能检测。结果表明:采用V-Ti成分体系生产H400×400型号热轧H型钢,当万能段翼缘压下率为60%,冷却速度为0.5～1℃/s,轧制控温940～960℃时,产品强度等级可达Q420级,低温韧脆转变温度可达-50℃。此外,结合实际生产成本控制,说明小批量组产时,同钢级(Q355～Q420级)不同质量(B～E等级)热轧H型钢规格的同步组产具有一定的经济性,可为热轧H型钢的高效化生产及标准构件选材提供参考。
为探究V-Ti成分体系对材料强度等级和质量等级的影响,通过形变热模拟试验研究了组织转变规律。结合实际生产试制,对建筑钢结构的典型柱构件——热轧H型钢进行了现场试制和性能检测。结果表明:采用V-Ti成分体系生产H400×400型号热轧H型钢,当万能段翼缘压下率为60%,冷却速度为0.5～1℃/s,轧制控温940～960℃时,产品强度等级可达Q420级,低温韧脆转变温度可达-50℃。此外,结合实际生产成本控制,说明小批量组产时,同钢级(Q355～Q420级)不同质量(B～E等级)热轧H型钢规格的同步组产具有一定的经济性,可为热轧H型钢的高效化生产及标准构件选材提供参考。
2025, 55(8): 60-68.
doi: 10.3724/j.gyjzG25080507
摘要:
针对目前钢结构建筑行业存在的产业化程度低、构件型材使用率低、生产自动化水平低等问题,以基于空心管材柱的钢框架结构体系为对象,从空心管材截面规格序列、结构标准化设计两方面进行研究,分析了民用建筑对钢结构构件尺寸、结构经济性的要求,梳理了空心管材在民用建筑中的使用瓶颈和应对策略;研发了钢框架体系、构件、连接节点标准化设计关键技术,实现设计建造的有效融合,提高工程建设整体效能。该研究成果在停车楼项目中进行了示范应用,通过与现有结构体系对比测算可知:示范工程结构构件型材使用率97.81%,节点标准化程度78.5%,建造效率提升208.3%,综合能耗降低53.1%,取得了良好的示范效果。
针对目前钢结构建筑行业存在的产业化程度低、构件型材使用率低、生产自动化水平低等问题,以基于空心管材柱的钢框架结构体系为对象,从空心管材截面规格序列、结构标准化设计两方面进行研究,分析了民用建筑对钢结构构件尺寸、结构经济性的要求,梳理了空心管材在民用建筑中的使用瓶颈和应对策略;研发了钢框架体系、构件、连接节点标准化设计关键技术,实现设计建造的有效融合,提高工程建设整体效能。该研究成果在停车楼项目中进行了示范应用,通过与现有结构体系对比测算可知:示范工程结构构件型材使用率97.81%,节点标准化程度78.5%,建造效率提升208.3%,综合能耗降低53.1%,取得了良好的示范效果。
2025, 55(8): 69-75.
doi: 10.3724/j.gyjzG25072705
摘要:
热轧H型钢作为工业化型材,其规模化应用是推动建筑工业化与可持续发展的重要路径。以某学校建筑中钢框架结构为研究对象,通过对比传统焊接箱型柱框架体系,从抗震性能、节点可靠性、标准化生产水平、建造效率及综合耗能5个维度展开分析,探讨了热轧H型钢在民用建筑中应用的安全适用性和节能效应,可为推广热轧H型钢的工程应用提供理论依据与实践参考。
热轧H型钢作为工业化型材,其规模化应用是推动建筑工业化与可持续发展的重要路径。以某学校建筑中钢框架结构为研究对象,通过对比传统焊接箱型柱框架体系,从抗震性能、节点可靠性、标准化生产水平、建造效率及综合耗能5个维度展开分析,探讨了热轧H型钢在民用建筑中应用的安全适用性和节能效应,可为推广热轧H型钢的工程应用提供理论依据与实践参考。
2025, 55(8): 76-83.
doi: 10.3724/j.gyjzG25082905
摘要:
大跨度全螺栓连接钢结构安装过程经过多级连接施工,若构件仅按公称尺寸制作,其制造、运输、安装及环境温度变化均会产生尺寸偏差,易导致装配应力超限或螺栓无法连接,影响结构安全与装配效率。为此,提出大跨度全螺栓连接钢结构构件、安装单元、结构单元的尺寸链公差控制技术,通过公差分配与容差配合设计,容纳制造、运输、安装及环境温度变化产生的尺寸偏差,实现结构安装连接精准、高效且无应力装配,保障装配质量。并将该技术成功应用到某航站楼大跨度H型钢桁架屋盖工程中,实现了全螺栓装配高精度容差控制。
大跨度全螺栓连接钢结构安装过程经过多级连接施工,若构件仅按公称尺寸制作,其制造、运输、安装及环境温度变化均会产生尺寸偏差,易导致装配应力超限或螺栓无法连接,影响结构安全与装配效率。为此,提出大跨度全螺栓连接钢结构构件、安装单元、结构单元的尺寸链公差控制技术,通过公差分配与容差配合设计,容纳制造、运输、安装及环境温度变化产生的尺寸偏差,实现结构安装连接精准、高效且无应力装配,保障装配质量。并将该技术成功应用到某航站楼大跨度H型钢桁架屋盖工程中,实现了全螺栓装配高精度容差控制。
2025, 55(8): 84-89.
doi: 10.3724/j.gyjzG25061701
摘要:
高效能标准化钢结构的质量是否能够达到要求需要通过质量检验来判断,而抽样检验是目前最常用的方法。根据计数抽样检验的数学基础,采用二项分布对现行规范的抽样方案进行分析,分别得到接收质量限(AQL)为5%和10%时的生产方风险和使用方风险质量,可以使钢结构生产方和使用方明确各抽样方案各自的风险;同时,针对接收质量限(AQL)为3%和8%两种情况,制定判定准则及明确使用方和生产方风险,可用于对质量有更高要求的工程的质量检查。钢结构项目孤立批的质量检验过程中,对于优先保护使用方的情况,针对不同的检验水平,分别对极限质量(LQ)为5%、10%、15%、20%的情况进行分析;对于优先保护生产方的情况,针对不同的检验水平,分别对接收质量限(ALQ)为5%、10%的情况进行分析,由此可提供优先保护使用方或优先保护生产方的各检验水平的抽样方案。
高效能标准化钢结构的质量是否能够达到要求需要通过质量检验来判断,而抽样检验是目前最常用的方法。根据计数抽样检验的数学基础,采用二项分布对现行规范的抽样方案进行分析,分别得到接收质量限(AQL)为5%和10%时的生产方风险和使用方风险质量,可以使钢结构生产方和使用方明确各抽样方案各自的风险;同时,针对接收质量限(AQL)为3%和8%两种情况,制定判定准则及明确使用方和生产方风险,可用于对质量有更高要求的工程的质量检查。钢结构项目孤立批的质量检验过程中,对于优先保护使用方的情况,针对不同的检验水平,分别对极限质量(LQ)为5%、10%、15%、20%的情况进行分析;对于优先保护生产方的情况,针对不同的检验水平,分别对接收质量限(ALQ)为5%、10%的情况进行分析,由此可提供优先保护使用方或优先保护生产方的各检验水平的抽样方案。
2025, 55(8): 90-95.
doi: 10.3724/j.gyjzG25060906
摘要:
阐述了高效能标准化钢结构质量认证工作对于实现重塑质量信任、对接项目需求等的重要意义。按照高效能标准化钢结构型材产品认证、高效能标准化钢结构关键构件产品认证和高效能标准化钢结构构件安装服务认证三类类别,描述了高效能标准化钢结构质量认证体系以及认证检查的主要技术内容。展示了高效能标准化钢结构与传统钢结构的特性评价指标之间的11项差异,为高效能标准化钢结构质量认证工作提供了技术指标,一定程度上对认证尺度和认证依据进行了统一。同时,对国外钢结构认证进行了简要介绍,挖掘国外钢结构认证对我国钢结构认证工作的借鉴意义,并在此基础上提出了我国高效能标准化钢结构质量认证工作开展的指导建议。
阐述了高效能标准化钢结构质量认证工作对于实现重塑质量信任、对接项目需求等的重要意义。按照高效能标准化钢结构型材产品认证、高效能标准化钢结构关键构件产品认证和高效能标准化钢结构构件安装服务认证三类类别,描述了高效能标准化钢结构质量认证体系以及认证检查的主要技术内容。展示了高效能标准化钢结构与传统钢结构的特性评价指标之间的11项差异,为高效能标准化钢结构质量认证工作提供了技术指标,一定程度上对认证尺度和认证依据进行了统一。同时,对国外钢结构认证进行了简要介绍,挖掘国外钢结构认证对我国钢结构认证工作的借鉴意义,并在此基础上提出了我国高效能标准化钢结构质量认证工作开展的指导建议。
2025, 55(8): 96-105.
doi: 10.3724/j.gyjzG23062205
摘要:
在城市发展由增量建设转向存量更新的背景下,高架桥下的空间利用不仅能够活化城市低效空间,同时对城市精细化、提质增效的建设发展也起到促进作用。以成都市高架桥下空间为研究对象,探讨触媒视角下的城市高架桥下空间优化更新的发展路径。新旧要素通过强化及补充作用共同促进已有功能完善、填补城市功能及结构缺失。基于成都市高架桥下空间特性及利用现状,从空间、功能、文化及景观4个角度塑造触媒媒介,提出空间形态重构、多样功能融合、城市文化表达、个性场所营造的优化策略。通过多样化的微干预手段,旨在将其转化为促进城市发展的“催化剂”,以期带动周边区域联动发展。
在城市发展由增量建设转向存量更新的背景下,高架桥下的空间利用不仅能够活化城市低效空间,同时对城市精细化、提质增效的建设发展也起到促进作用。以成都市高架桥下空间为研究对象,探讨触媒视角下的城市高架桥下空间优化更新的发展路径。新旧要素通过强化及补充作用共同促进已有功能完善、填补城市功能及结构缺失。基于成都市高架桥下空间特性及利用现状,从空间、功能、文化及景观4个角度塑造触媒媒介,提出空间形态重构、多样功能融合、城市文化表达、个性场所营造的优化策略。通过多样化的微干预手段,旨在将其转化为促进城市发展的“催化剂”,以期带动周边区域联动发展。
2025, 55(8): 106-113.
doi: 10.3724/j.gyjzG24040505
摘要:
随着“绿色发展”理念的不断普及与新农村建设的深入开展,建筑行业正将目光聚焦于农村住宅的装配化与绿色问题。但严寒地区部分装配式农宅(如砌块农宅)在供暖过程中,围护与结构部分会产生热桥,造成大量热量损失。选取我国严寒地区某农村的典型装配式保温砌块类住宅,对其围护结构热桥进行现场实测、模拟分析,对不同构造热桥的综合传热系数进行对比,发现砌块拼接处热桥与结构连接处热桥对房屋保温性能产生较大影响,并提出有效的断桥措施。结果表明:优化后的保温砌块墙体及主体结构更易施工,与原方案相比墙体综合传热系数降低了54.82%,梁、柱处综合传热系数降低了97%。本研究为保温砌块农宅的设计和施工提供了建议,挖掘了农村住宅在节能减排方面的巨大潜力。
随着“绿色发展”理念的不断普及与新农村建设的深入开展,建筑行业正将目光聚焦于农村住宅的装配化与绿色问题。但严寒地区部分装配式农宅(如砌块农宅)在供暖过程中,围护与结构部分会产生热桥,造成大量热量损失。选取我国严寒地区某农村的典型装配式保温砌块类住宅,对其围护结构热桥进行现场实测、模拟分析,对不同构造热桥的综合传热系数进行对比,发现砌块拼接处热桥与结构连接处热桥对房屋保温性能产生较大影响,并提出有效的断桥措施。结果表明:优化后的保温砌块墙体及主体结构更易施工,与原方案相比墙体综合传热系数降低了54.82%,梁、柱处综合传热系数降低了97%。本研究为保温砌块农宅的设计和施工提供了建议,挖掘了农村住宅在节能减排方面的巨大潜力。
2025, 55(8): 114-121.
doi: 10.3724/j.gyjzG25010602
摘要:
旧工业建筑作为城市中的存量建筑,承载了工业时代的痕迹和城市的记忆,是当代城市更新中可持续利用的重要资源。然而,在城市更新的背景下,如何对城市中心的旧工业建筑改造进行新的设计定位与业态重构,使之不仅与街区功能定位相匹配,融入城市的整体规划发展之中,同时能“盘活”建筑空间并产生预期效益,是亟需面对的问题。而人群在改造空间中的行为轨迹与偏好反映对业态的实际需求,决定建筑空间活力与经济潜能。因此,以洛阳市风动工具厂为例开展旧工业建筑业态布局策略研究,通过剖析旧工业建筑业态布局中所面临的多维度影响因素,在进行初步的设计定位与业态功能构思基础上,借助Pedsim进行人流动态模拟,充分发掘厂区不同区段的空间价值属性,对功能业态布局进行优化调整,将高商业价值业态布置在人流密集区,实现空间、人流与业态的高效匹配,最终提出符合当下城市更新发展需求的旧工业厂区业态布局策略,促进资源高效配置和利用。
旧工业建筑作为城市中的存量建筑,承载了工业时代的痕迹和城市的记忆,是当代城市更新中可持续利用的重要资源。然而,在城市更新的背景下,如何对城市中心的旧工业建筑改造进行新的设计定位与业态重构,使之不仅与街区功能定位相匹配,融入城市的整体规划发展之中,同时能“盘活”建筑空间并产生预期效益,是亟需面对的问题。而人群在改造空间中的行为轨迹与偏好反映对业态的实际需求,决定建筑空间活力与经济潜能。因此,以洛阳市风动工具厂为例开展旧工业建筑业态布局策略研究,通过剖析旧工业建筑业态布局中所面临的多维度影响因素,在进行初步的设计定位与业态功能构思基础上,借助Pedsim进行人流动态模拟,充分发掘厂区不同区段的空间价值属性,对功能业态布局进行优化调整,将高商业价值业态布置在人流密集区,实现空间、人流与业态的高效匹配,最终提出符合当下城市更新发展需求的旧工业厂区业态布局策略,促进资源高效配置和利用。
2025, 55(8): 122-130.
doi: 10.3724/j.gyjzG23102508
摘要:
以内蒙古地区草原丝路沿线文化遗产为研究对象,利用ArcGIS工具定位、定量分析文化遗产的空间分布特征,通过最小累计阻力（MCR）模型进行单因子叠加层次分析,从而进行多目标适宜性分析,为综合评估内蒙古地区草原丝路遗产廊道的空间选址、构建范围及格局提供优化依据,并生成遗产廊道建构模型。研究发现：1）草原丝路沿线文化遗产以中西部的呼、包、鄂地区及东部的赤峰地区分布聚集,整体走向呈西南—东北轴分布;2）遗产廊道构建的适宜性以中部区最具优势,高度适宜区以遗产点为核心呈点状分布,中高度适宜区域呈现出“线性组团+多点”的分布模式,适宜区呈“带状”,集中分布于内蒙古中部区,与中高度适宜区域交错分布;3）经优化和筛选,形成了1条一级主体遗产廊道（阿拉善右旗—通辽段）、2条二级遗产廊道支线（巴彦淖尔—通辽段、额济纳旗—呼和浩特段）和1条三级遗产廊道支线（扎鲁特旗—呼伦贝尔段）,最终形成了以主线为核心,以支线为辅助的跨区域复合型遗产廊道。
以内蒙古地区草原丝路沿线文化遗产为研究对象,利用ArcGIS工具定位、定量分析文化遗产的空间分布特征,通过最小累计阻力（MCR）模型进行单因子叠加层次分析,从而进行多目标适宜性分析,为综合评估内蒙古地区草原丝路遗产廊道的空间选址、构建范围及格局提供优化依据,并生成遗产廊道建构模型。研究发现：1）草原丝路沿线文化遗产以中西部的呼、包、鄂地区及东部的赤峰地区分布聚集,整体走向呈西南—东北轴分布;2）遗产廊道构建的适宜性以中部区最具优势,高度适宜区以遗产点为核心呈点状分布,中高度适宜区域呈现出“线性组团+多点”的分布模式,适宜区呈“带状”,集中分布于内蒙古中部区,与中高度适宜区域交错分布;3）经优化和筛选,形成了1条一级主体遗产廊道（阿拉善右旗—通辽段）、2条二级遗产廊道支线（巴彦淖尔—通辽段、额济纳旗—呼和浩特段）和1条三级遗产廊道支线（扎鲁特旗—呼伦贝尔段）,最终形成了以主线为核心,以支线为辅助的跨区域复合型遗产廊道。
2025, 55(8): 131-140.
doi: 10.3724/j.gyjzG24092605
摘要:
以公共交通为导向的发展模式(TOD)下的步行友好型社区建设对实现城市可持续发展具有重要意义。然而,现有城市侧重于TOD的高强度开发,对行人的步行感知体验关注不足。运用重要性-表现(IPA)分析法,从便捷性、多样性、美观性、恢复性和安全性5个维度构建TOD社区步行环境感知评价模型,选取成都市6个TOD社区为样本,从居民感知视角评价其步行体验。结果表明:成都市TOD社区步行环境中配套服务设施、休闲活动空间、路面平整度、步行路权等9项因子表现较差;同时,基于研究区的资源主导性,将TOD社区分为商业集聚型、公园网络型、教育聚集型三类,其中教育聚集型TOD社区居民对恢复性、多样性两方面的重视度较高,但满意度较低;商业集聚型TOD社区居民对恢复性与安全性满意度较低;公园网络型TOD社区步行环境便捷性未达到预期。最后,针对不同类型的TOD社区,从疗愈功能、慢行体系、步行安全等方面提出针对性的策略与措施。
以公共交通为导向的发展模式(TOD)下的步行友好型社区建设对实现城市可持续发展具有重要意义。然而,现有城市侧重于TOD的高强度开发,对行人的步行感知体验关注不足。运用重要性-表现(IPA)分析法,从便捷性、多样性、美观性、恢复性和安全性5个维度构建TOD社区步行环境感知评价模型,选取成都市6个TOD社区为样本,从居民感知视角评价其步行体验。结果表明:成都市TOD社区步行环境中配套服务设施、休闲活动空间、路面平整度、步行路权等9项因子表现较差;同时,基于研究区的资源主导性,将TOD社区分为商业集聚型、公园网络型、教育聚集型三类,其中教育聚集型TOD社区居民对恢复性、多样性两方面的重视度较高,但满意度较低;商业集聚型TOD社区居民对恢复性与安全性满意度较低;公园网络型TOD社区步行环境便捷性未达到预期。最后,针对不同类型的TOD社区,从疗愈功能、慢行体系、步行安全等方面提出针对性的策略与措施。
2025, 55(8): 141-146.
doi: 10.3724/j.gyjzG24110102
摘要:
鉴于幼儿园建筑的高安全性和高舒适性,抗震性能应提升到“中震不坏”的水平,并应适当考虑罕遇地震下的维修便利性。结合北京某钢结构超低能耗幼儿园项目,采用高性能混凝土钢筋桁架板承重体系,提升强度、隔热防水和耐久性能,抗震设计中采用黏滞阻尼器,通过优化消能部件的布置,使双主轴方向变形和附加阻尼接近,主体结构达到“中震不坏”“大震可修”标准。本项目为超低能耗建筑,常规围护系统的设计方法与变形能力不匹配,故采用玄武岩复合纤维一体化外墙板产品,其自重是常规外墙体系的30%,强度可达到200～400 MPa,可以适应1/100的层间变形,与建筑抗震性能匹配,保温性能满足超低能耗建筑的要求,实现设防地震正常使用的标准。同时探索了以抗震性能提升为主导因素、舒适性能提升相适应的双目标综合设计方法。
鉴于幼儿园建筑的高安全性和高舒适性,抗震性能应提升到“中震不坏”的水平,并应适当考虑罕遇地震下的维修便利性。结合北京某钢结构超低能耗幼儿园项目,采用高性能混凝土钢筋桁架板承重体系,提升强度、隔热防水和耐久性能,抗震设计中采用黏滞阻尼器,通过优化消能部件的布置,使双主轴方向变形和附加阻尼接近,主体结构达到“中震不坏”“大震可修”标准。本项目为超低能耗建筑,常规围护系统的设计方法与变形能力不匹配,故采用玄武岩复合纤维一体化外墙板产品,其自重是常规外墙体系的30%,强度可达到200～400 MPa,可以适应1/100的层间变形,与建筑抗震性能匹配,保温性能满足超低能耗建筑的要求,实现设防地震正常使用的标准。同时探索了以抗震性能提升为主导因素、舒适性能提升相适应的双目标综合设计方法。
2025, 55(8): 147-156.
doi: 10.3724/j.gyjzG22062210
摘要:
为探究自钻自攻螺钉(钉头类型、材质、直径、每英寸螺纹数、垫圈等参数)、被连接材(边距)等对围护系统连接节点失效模式、抗剪切承载力的影响,开展了基于钢基材的碳钢、不锈钢复合螺钉与445J2不锈钢板材连接两类节点共93组样本的力学性能试验研究。分析了这2类节点的损伤失效模式,揭示了节点抗剪切承载力的参数影响规律。结果表明:2类节点均呈现自钻自攻螺钉、445J2不锈钢板材和钢基材共同承担外荷载作用,到自钻自攻螺钉与445J2不锈钢板材咬合处逐渐产生损伤变形行为,最终不锈钢板材被剪坏的过程,自螺孔的位置沿着加载方向呈现扩大状撕裂的失效模式;自钻自攻螺钉参数对节点抗剪切承载力产生显著影响,采用不同钉头类型时剪切承载力峰值提升幅度最高提升了48.4%。边距对节点抗剪切承载力影响并未呈现出规律,且剪切承载力峰值变化幅度最高仅为9.5%。
为探究自钻自攻螺钉(钉头类型、材质、直径、每英寸螺纹数、垫圈等参数)、被连接材(边距)等对围护系统连接节点失效模式、抗剪切承载力的影响,开展了基于钢基材的碳钢、不锈钢复合螺钉与445J2不锈钢板材连接两类节点共93组样本的力学性能试验研究。分析了这2类节点的损伤失效模式,揭示了节点抗剪切承载力的参数影响规律。结果表明:2类节点均呈现自钻自攻螺钉、445J2不锈钢板材和钢基材共同承担外荷载作用,到自钻自攻螺钉与445J2不锈钢板材咬合处逐渐产生损伤变形行为,最终不锈钢板材被剪坏的过程,自螺孔的位置沿着加载方向呈现扩大状撕裂的失效模式;自钻自攻螺钉参数对节点抗剪切承载力产生显著影响,采用不同钉头类型时剪切承载力峰值提升幅度最高提升了48.4%。边距对节点抗剪切承载力影响并未呈现出规律,且剪切承载力峰值变化幅度最高仅为9.5%。
2025, 55(8): 157-167.
doi: 10.3724/j.gyjzG24071104
摘要:
配筋空心钢管高强/超高强混凝土构件具有生产工艺成熟、成本较低、质量轻、承载力高等优势,可作为预制构件应用于工程结构中,在大跨度基坑支护、立体停车设施等建构筑物中应用前景广阔。然而,现有设计方法不适用于预测混凝土强度等级C80以上构件的轴压承载力,也尚未考虑空心率和钢管壁厚变化引起的外钢管峰值前屈曲对该类构件轴压性能的影响。为此,基于可靠有限元分析模型开展了系统的参数分析,基于参数分析结果及现有试验结果提出了轴压承载力计算公式,并采用有限元分析结果及试验结果验证了公式的准确性。研究表明:构件轴压承载力受空心率与宽厚比的共同影响,对于空心率大于0.25或宽厚比不满足现行钢管混凝土标准要求的构件,钢材力学性能无法得到充分发挥;所提出的轴压承载力计算式与现有试验及有限元结果吻合较好,预测结果与模拟结果比值的平均值为0.935,变异系数为0.108。预测结果整体偏于安全,最大高估幅度仅为8.6%。
配筋空心钢管高强/超高强混凝土构件具有生产工艺成熟、成本较低、质量轻、承载力高等优势,可作为预制构件应用于工程结构中,在大跨度基坑支护、立体停车设施等建构筑物中应用前景广阔。然而,现有设计方法不适用于预测混凝土强度等级C80以上构件的轴压承载力,也尚未考虑空心率和钢管壁厚变化引起的外钢管峰值前屈曲对该类构件轴压性能的影响。为此,基于可靠有限元分析模型开展了系统的参数分析,基于参数分析结果及现有试验结果提出了轴压承载力计算公式,并采用有限元分析结果及试验结果验证了公式的准确性。研究表明:构件轴压承载力受空心率与宽厚比的共同影响,对于空心率大于0.25或宽厚比不满足现行钢管混凝土标准要求的构件,钢材力学性能无法得到充分发挥;所提出的轴压承载力计算式与现有试验及有限元结果吻合较好,预测结果与模拟结果比值的平均值为0.935,变异系数为0.108。预测结果整体偏于安全,最大高估幅度仅为8.6%。
2025, 55(8): 168-175.
doi: 10.3724/j.gyjzG24062605
摘要:
基于GB 50068—2018《建筑结构可靠度设计统一标准》,以实腹式型钢混凝土异形柱的受剪承载力可靠度为研究对象,检验T/CSCS 014—2021《型钢混凝土异形柱结构技术标准》标准中受剪承载力设计公式的可靠性。依靠MATLAB计算平台,分别编制验算点法(JC法)和蒙特卡洛法(MCS法)计算程序。在此基础上,重点考察剪跨比、混凝土强度等级、箍筋强度、型钢强度、轴压比、荷载效应比以及活载类型等随机变量对实腹式型钢混凝土异形柱受剪承载力可靠指标的影响,同时完成对目标计算公式的性能评价。结果表明:在绝大多数工况下,基于GB 50068—2018《建筑结构可靠度设计统一标准》的荷载分项系数计算得到的实腹式型钢混凝土异形柱受剪承载力可靠指标能满足要求但偏于保守,建议将恒载分项系数调整至1.2,以兼顾可靠性和经济效益。上述研究成果可为型钢混凝土异形柱的受剪承载力设计及工程应用提供参考。
基于GB 50068—2018《建筑结构可靠度设计统一标准》,以实腹式型钢混凝土异形柱的受剪承载力可靠度为研究对象,检验T/CSCS 014—2021《型钢混凝土异形柱结构技术标准》标准中受剪承载力设计公式的可靠性。依靠MATLAB计算平台,分别编制验算点法(JC法)和蒙特卡洛法(MCS法)计算程序。在此基础上,重点考察剪跨比、混凝土强度等级、箍筋强度、型钢强度、轴压比、荷载效应比以及活载类型等随机变量对实腹式型钢混凝土异形柱受剪承载力可靠指标的影响,同时完成对目标计算公式的性能评价。结果表明:在绝大多数工况下,基于GB 50068—2018《建筑结构可靠度设计统一标准》的荷载分项系数计算得到的实腹式型钢混凝土异形柱受剪承载力可靠指标能满足要求但偏于保守,建议将恒载分项系数调整至1.2,以兼顾可靠性和经济效益。上述研究成果可为型钢混凝土异形柱的受剪承载力设计及工程应用提供参考。
2025, 55(8): 176-184.
doi: 10.3724/j.gyjzG25060405
摘要:
先张折线预应力T梁具有承载能力高、适用跨径大等特点,在桥梁工程中具有广泛的应用前景。对于预应力梁,其开裂与否是判断其是否仍处在正常工作状态的重要标志,尤其对于先张法构件,由于其预应力主要通过钢绞线与混凝土之间的黏结力传递,一旦开裂将导致内部预应力筋直接与腐蚀介质接触,并使得两者之间黏结性能降低,进而直接影响其耐久性和安全性。依托实际工程设计了一种新型30 m先张折线预应力T梁,并通过足尺试验与有限元数值分析对其在剪跨比λ=2.5条件下的梁端斜截面抗裂性能进行研究,试验采用分级加载方式。结果表明:裂缝首先在梁端上翼板底部与靠近加载截面下翼缘底侧出现,随后在加载截面附近受拉区以及梁端腹板上部大范围斜向发展,且主要集中于加载点与支点连线两侧。实测试验梁段开裂剪力值为1766 kN,该梁设计剪力为962.6 kN,实测值与设计值比值为1.835,表明该新型T梁具有较好的抗裂性能。基于此,进一步提出该梁的有限元数值计算模型,结果表明在开裂荷载下其对腹板应变分布的预测与实测结果基本一致,可为该新型预应力T梁的斜截面抗裂验算提供参考。
先张折线预应力T梁具有承载能力高、适用跨径大等特点,在桥梁工程中具有广泛的应用前景。对于预应力梁,其开裂与否是判断其是否仍处在正常工作状态的重要标志,尤其对于先张法构件,由于其预应力主要通过钢绞线与混凝土之间的黏结力传递,一旦开裂将导致内部预应力筋直接与腐蚀介质接触,并使得两者之间黏结性能降低,进而直接影响其耐久性和安全性。依托实际工程设计了一种新型30 m先张折线预应力T梁,并通过足尺试验与有限元数值分析对其在剪跨比λ=2.5条件下的梁端斜截面抗裂性能进行研究,试验采用分级加载方式。结果表明:裂缝首先在梁端上翼板底部与靠近加载截面下翼缘底侧出现,随后在加载截面附近受拉区以及梁端腹板上部大范围斜向发展,且主要集中于加载点与支点连线两侧。实测试验梁段开裂剪力值为1766 kN,该梁设计剪力为962.6 kN,实测值与设计值比值为1.835,表明该新型T梁具有较好的抗裂性能。基于此,进一步提出该梁的有限元数值计算模型,结果表明在开裂荷载下其对腹板应变分布的预测与实测结果基本一致,可为该新型预应力T梁的斜截面抗裂验算提供参考。
2025, 55(8): 185-192.
doi: 10.3724/j.gyjzG23041014
摘要:
为分析带开孔钢板连接件(PBL)剪力连接件在曲线钢箱梁钢混组合桥面板中的适用性及合理构造,基于ABAQUS软件建立了考虑整体效应影响的节段局部有限元分析模型,通过与实桥试验对比验证了有限元模型的可靠性。将新型钢-混组合桥面板与原设计进行了对比分析,采用中心复合设计(CCD)试验设计方法,进行了25个试验点的有限元分析,运用Design-Expert软件建立组合桥面板结构优化响应面优化模型,通过多目标优化得到了3组优化设计方案,综合分析后给出了最终的优化设计结果:钢箱梁顶板厚取18 mm,剪力键开孔钢板厚取12 mm,剪力键横向间距取250 mm,混凝土厚度取120 mm,其钢材用量减少了23.12%、焊缝数量减少了17.50%,组合桥面板相较初始参数组合桥面板成本增大10.41%,但仍小于原结构的成本,桥面板力学指标降幅明显,尤其是混凝土最大拉应力显著减小,表明优化效果良好。
为分析带开孔钢板连接件(PBL)剪力连接件在曲线钢箱梁钢混组合桥面板中的适用性及合理构造,基于ABAQUS软件建立了考虑整体效应影响的节段局部有限元分析模型,通过与实桥试验对比验证了有限元模型的可靠性。将新型钢-混组合桥面板与原设计进行了对比分析,采用中心复合设计(CCD)试验设计方法,进行了25个试验点的有限元分析,运用Design-Expert软件建立组合桥面板结构优化响应面优化模型,通过多目标优化得到了3组优化设计方案,综合分析后给出了最终的优化设计结果:钢箱梁顶板厚取18 mm,剪力键开孔钢板厚取12 mm,剪力键横向间距取250 mm,混凝土厚度取120 mm,其钢材用量减少了23.12%、焊缝数量减少了17.50%,组合桥面板相较初始参数组合桥面板成本增大10.41%,但仍小于原结构的成本,桥面板力学指标降幅明显,尤其是混凝土最大拉应力显著减小,表明优化效果良好。
2025, 55(8): 193-199.
doi: 10.3724/j.gyjzG24062106
摘要:
安全壳整体性试验是核电厂在役期间最重要的试验之一,针对该试验充压速率能否优化提升的问题,首先分析了该试验过程安全壳壳内气体运动传热机制,提出了壳内气体的合理热边界条件;接着采用计算流体动力学方法,建立了精细的安全壳壳内流体域仿真分析模型,采用安全壳整体性试验历史数据对模型的可靠性进行验证;基于验证后的模型对充压速率提升至60 kPa/h后安全壳壳内气体运动状态进行了仿真计算。结果表明,充压过程中安全壳壳内气体总体上呈缓慢流动,气体最大平均速度仅为0.165 m/s;充压过程安全壳壳内气体温度呈非线性变化,充压做功引起的壳内气体平均温度升高5.75℃;充压过程壳内气体压力总体上分布均匀,除充压孔附近2 m范围外,其余区域压力梯度均不超过5 Pa,充压速率提升至60 kPa/h引起的壳内气体状态改变有限。
安全壳整体性试验是核电厂在役期间最重要的试验之一,针对该试验充压速率能否优化提升的问题,首先分析了该试验过程安全壳壳内气体运动传热机制,提出了壳内气体的合理热边界条件;接着采用计算流体动力学方法,建立了精细的安全壳壳内流体域仿真分析模型,采用安全壳整体性试验历史数据对模型的可靠性进行验证;基于验证后的模型对充压速率提升至60 kPa/h后安全壳壳内气体运动状态进行了仿真计算。结果表明,充压过程中安全壳壳内气体总体上呈缓慢流动,气体最大平均速度仅为0.165 m/s;充压过程安全壳壳内气体温度呈非线性变化,充压做功引起的壳内气体平均温度升高5.75℃;充压过程壳内气体压力总体上分布均匀,除充压孔附近2 m范围外,其余区域压力梯度均不超过5 Pa,充压速率提升至60 kPa/h引起的壳内气体状态改变有限。
2025, 55(8): 200-209.
doi: 10.3724/j.gyjzG22061805
摘要:
近年来,钢结构冷却塔因其轻质高强、抗震性能好、施工周期短等优点在火力发电系统中广泛应用。根据冷却塔体型的特点,目前主要有双曲线塔型及圆柱-截锥塔型2种塔型。与负高斯曲率连续曲面的双曲线塔型不同,圆柱-截锥塔型由2段零高斯曲率曲面组成,塔体有明显的几何突变,由塔型不同引起的受力特点及静力性能差异目前尚未明确。因此,采用数值仿真方法,开展了不同高度、不同体系的圆柱-截锥型及双曲线型钢结构冷却塔的静力性能分析,从传力特性、结构变形及承载能力等方面对比了2种塔型静力性能的区别。
近年来,钢结构冷却塔因其轻质高强、抗震性能好、施工周期短等优点在火力发电系统中广泛应用。根据冷却塔体型的特点,目前主要有双曲线塔型及圆柱-截锥塔型2种塔型。与负高斯曲率连续曲面的双曲线塔型不同,圆柱-截锥塔型由2段零高斯曲率曲面组成,塔体有明显的几何突变,由塔型不同引起的受力特点及静力性能差异目前尚未明确。因此,采用数值仿真方法,开展了不同高度、不同体系的圆柱-截锥型及双曲线型钢结构冷却塔的静力性能分析,从传力特性、结构变形及承载能力等方面对比了2种塔型静力性能的区别。
2025, 55(8): 210-216.
doi: 10.3724/j.gyjzG23012603
摘要:
为研究不均匀覆冰对导线脱冰动力响应的影响,建立连续三档绝缘子串-导线体系有限元模型,定义覆冰段位置、覆冰段长度以及基本覆冰厚度3个特征参数以表征不均匀覆冰工况特性,分析非均匀覆冰导线在不同覆冰特性和线路参数下的脱冰跳跃动力响应,研究各参数对最大冰跳幅值和最大不平衡张力的影响规律。结果表明:脱冰档总覆冰量相同时,相对于均匀覆冰,非均匀覆冰导线会产生更剧烈的脱冰响应;不均匀覆冰段的最不利位置与档距大小有关,当脱冰档档距小于等于700 m时,不均匀覆冰段的位置越靠近跨中,导线的脱冰跳跃高度和不平衡张力越大。当脱冰档档距大于700 m时,覆冰段位置中点和左侧挂点的水平距离与档距之比为0.3时更不利。
为研究不均匀覆冰对导线脱冰动力响应的影响,建立连续三档绝缘子串-导线体系有限元模型,定义覆冰段位置、覆冰段长度以及基本覆冰厚度3个特征参数以表征不均匀覆冰工况特性,分析非均匀覆冰导线在不同覆冰特性和线路参数下的脱冰跳跃动力响应,研究各参数对最大冰跳幅值和最大不平衡张力的影响规律。结果表明:脱冰档总覆冰量相同时,相对于均匀覆冰,非均匀覆冰导线会产生更剧烈的脱冰响应;不均匀覆冰段的最不利位置与档距大小有关,当脱冰档档距小于等于700 m时,不均匀覆冰段的位置越靠近跨中,导线的脱冰跳跃高度和不平衡张力越大。当脱冰档档距大于700 m时,覆冰段位置中点和左侧挂点的水平距离与档距之比为0.3时更不利。
2025, 55(8): 217-225.
doi: 10.3724/j.gyjzG23091910
摘要:
为校准奥氏体S30408不锈钢母材、焊缝纵向和横向、热影响区纵向和横向5种材料基于微观机理的断裂模型参数,进行了标准圆棒和缺口圆棒拉伸试验及其断口的扫描电镜试验,获得各材料的本构参数和特征长度。结合有限元方法模拟缺口圆棒试件的加载全过程,采用空穴增长模型VGM和应力修正临界应变模型SMCS标定各材料的微观断裂韧性参数。研究结果表明:奥氏体S30408不锈钢焊缝材料的断裂韧性参数α和η值均小于母材和热影响区材料,表明焊缝材料更容易启裂;标定的断裂韧性参数离散系数均小于12%,验证了基于微观机理的断裂模型预测奥氏体S30408不锈钢母材、焊缝和热影响区材料延性断裂的有效性;对比普通碳钢材料,奥氏体不锈钢S30408母材的断裂韧性明显更好,但不锈钢焊缝最差。
为校准奥氏体S30408不锈钢母材、焊缝纵向和横向、热影响区纵向和横向5种材料基于微观机理的断裂模型参数,进行了标准圆棒和缺口圆棒拉伸试验及其断口的扫描电镜试验,获得各材料的本构参数和特征长度。结合有限元方法模拟缺口圆棒试件的加载全过程,采用空穴增长模型VGM和应力修正临界应变模型SMCS标定各材料的微观断裂韧性参数。研究结果表明:奥氏体S30408不锈钢焊缝材料的断裂韧性参数α和η值均小于母材和热影响区材料,表明焊缝材料更容易启裂;标定的断裂韧性参数离散系数均小于12%,验证了基于微观机理的断裂模型预测奥氏体S30408不锈钢母材、焊缝和热影响区材料延性断裂的有效性;对比普通碳钢材料,奥氏体不锈钢S30408母材的断裂韧性明显更好,但不锈钢焊缝最差。
2025, 55(8): 226-235.
doi: 10.3724/j.gyjzG25051101
摘要:
为实现纤维混凝土的配合比多目标优化设计,采用响应面法探究聚丙烯纤维、硅灰和微珠掺量及其交互作用对纤维混凝土工作性能和力学性能的影响规律,开展多目标优化分析,确定最优配合比。结果表明,所建立的回归模型具有显著的拟合精度和可信性。各因素交互作用中,对纤维混凝土坍落扩展度、28 d抗压强度和抗折强度影响最为显著的分别是硅灰和微珠、聚丙烯纤维和硅灰、聚丙烯纤维和微珠的交互作用。多目标优化分析可知,纤维混凝土最优配合比参数为聚丙烯纤维掺量1.62%、硅灰掺量8.56%、微珠掺量10%,此时坍落扩展度、28 d抗压强度和抗折强度分别为655 mm、64.1 MPa和13.4 MPa,符合目标响应值要求,验证了响应面法用于矿用混凝土材料多目标优化的可行性。
为实现纤维混凝土的配合比多目标优化设计,采用响应面法探究聚丙烯纤维、硅灰和微珠掺量及其交互作用对纤维混凝土工作性能和力学性能的影响规律,开展多目标优化分析,确定最优配合比。结果表明,所建立的回归模型具有显著的拟合精度和可信性。各因素交互作用中,对纤维混凝土坍落扩展度、28 d抗压强度和抗折强度影响最为显著的分别是硅灰和微珠、聚丙烯纤维和硅灰、聚丙烯纤维和微珠的交互作用。多目标优化分析可知,纤维混凝土最优配合比参数为聚丙烯纤维掺量1.62%、硅灰掺量8.56%、微珠掺量10%,此时坍落扩展度、28 d抗压强度和抗折强度分别为655 mm、64.1 MPa和13.4 MPa,符合目标响应值要求,验证了响应面法用于矿用混凝土材料多目标优化的可行性。
2025, 55(8): 236-241.
doi: 10.3724/j.gyjzG23071403
摘要:
根据某工程4根大直径嵌岩桩岩基载荷试验及竖向抗压承载力静载荷试验,探讨了重庆地区钻孔灌注桩施工质量对软岩中嵌岩桩嵌岩段竖向承载力的影响,指出桩底沉渣厚度对嵌岩桩竖向抗压承载力影响极大。在设计标准的基础上,通过试验验证后若需较大幅度提高软岩中嵌岩桩嵌岩段竖向抗压承载力,应明确桩基施工质量及验收要求。
根据某工程4根大直径嵌岩桩岩基载荷试验及竖向抗压承载力静载荷试验,探讨了重庆地区钻孔灌注桩施工质量对软岩中嵌岩桩嵌岩段竖向承载力的影响,指出桩底沉渣厚度对嵌岩桩竖向抗压承载力影响极大。在设计标准的基础上,通过试验验证后若需较大幅度提高软岩中嵌岩桩嵌岩段竖向抗压承载力,应明确桩基施工质量及验收要求。
2025, 55(8): 242-249.
doi: 10.3724/j.gyjzG23061210
摘要:
真空预压法在处理工程废泥浆时,存在排水固结速率慢、后期处理效果不佳等情况。真空预压联合加热法是近些年来国内外研究学者对真空预压法的创新改进,但相关研究仍处于探索阶段。对此利用自制的温控模型试验装置,设计并开展了不同排水板布置形式下真空预压联合加热法的对比试验,分析了工程废泥浆的温度、排水量、土体表面沉降和孔压等参数的发展趋势。结果表明,排水板采用正三角形布置形式可提高土体的固结效果,土体平均固结度分别比正方形和正六边形布置形式提高了5.5%、8%;其土体累计排水量和孔压消散量分别比正六边形布置形式提高了15%、22.04%。
真空预压法在处理工程废泥浆时,存在排水固结速率慢、后期处理效果不佳等情况。真空预压联合加热法是近些年来国内外研究学者对真空预压法的创新改进,但相关研究仍处于探索阶段。对此利用自制的温控模型试验装置,设计并开展了不同排水板布置形式下真空预压联合加热法的对比试验,分析了工程废泥浆的温度、排水量、土体表面沉降和孔压等参数的发展趋势。结果表明,排水板采用正三角形布置形式可提高土体的固结效果,土体平均固结度分别比正方形和正六边形布置形式提高了5.5%、8%;其土体累计排水量和孔压消散量分别比正六边形布置形式提高了15%、22.04%。
2025, 55(8): 250-257.
doi: 10.3724/j.gyjzG23091213
摘要:
再生混凝土骨料作为建筑垃圾的破碎物,在可持续发展政策下具有广泛的应用潜力。以再生混凝土骨料和赣南地区典型红砂岩土为主要研究对象,通过室内大型直剪试验,研究再生混凝土骨料与红砂岩土在加筋条件下接触面的剪切特性。试验结果表明:孔径比越小,峰值剪应力和残余剪应力越大,且峰值剪应力出现的位置逐渐滞后,随着孔径比的减小,表观黏聚力和内摩擦角逐渐增大;对于红砂岩土含水率不超过12.7%(最佳含水率)的试样,峰值剪应力和残余剪应力随着含水率的增加逐渐减小,表观黏聚力和内摩擦角随着含水率的增大而逐渐减小;在不同孔径比和不同红砂岩土含水率两种试验条件下,峰值剪应力和残余剪应力均随着法向应力的增大而增大;引入Kalhaway本构方程,通过线性拟合和幂函数拟合推导出剪切刚度的表达式。
再生混凝土骨料作为建筑垃圾的破碎物,在可持续发展政策下具有广泛的应用潜力。以再生混凝土骨料和赣南地区典型红砂岩土为主要研究对象,通过室内大型直剪试验,研究再生混凝土骨料与红砂岩土在加筋条件下接触面的剪切特性。试验结果表明:孔径比越小,峰值剪应力和残余剪应力越大,且峰值剪应力出现的位置逐渐滞后,随着孔径比的减小,表观黏聚力和内摩擦角逐渐增大;对于红砂岩土含水率不超过12.7%(最佳含水率)的试样,峰值剪应力和残余剪应力随着含水率的增加逐渐减小,表观黏聚力和内摩擦角随着含水率的增大而逐渐减小;在不同孔径比和不同红砂岩土含水率两种试验条件下,峰值剪应力和残余剪应力均随着法向应力的增大而增大;引入Kalhaway本构方程,通过线性拟合和幂函数拟合推导出剪切刚度的表达式。
2025, 55(8): 258-267.
doi: 10.3724/j.gyjzG23103017
摘要:
随着城市轨道交通迅速发展,出现了大量的小净距隧道盾构项目,其中三线小净距隧道施工设计理论目前仍未建立完善。依托实际工程,针对施工次序进行优化分析,设计了4种开挖工况,考虑了隧道开挖面之间的纵向间距对地表沉降、管片位移和围岩压力的影响规律。结果表明:4种工况沉降槽均呈V形,宽度均约为55 m (9D,D为隧道洞径);先开挖中间隧道的工况4沉降峰值为10.16 mm,小于先开挖两侧隧道工况2的11.10 mm;单线施工时,地表沉降范围为开挖面后方2.5D处至前方1.5D处;相邻线路同时施工且轴线间距小于20 m时,2条隧道的掌子面至少保持16m (2.5D)纵向间距;先行隧道另一侧存在既有隧道时,开挖面纵向间距至少保持12 m (2D),以减小对地表沉降、管片位移和围岩压力的影响。
随着城市轨道交通迅速发展,出现了大量的小净距隧道盾构项目,其中三线小净距隧道施工设计理论目前仍未建立完善。依托实际工程,针对施工次序进行优化分析,设计了4种开挖工况,考虑了隧道开挖面之间的纵向间距对地表沉降、管片位移和围岩压力的影响规律。结果表明:4种工况沉降槽均呈V形,宽度均约为55 m (9D,D为隧道洞径);先开挖中间隧道的工况4沉降峰值为10.16 mm,小于先开挖两侧隧道工况2的11.10 mm;单线施工时,地表沉降范围为开挖面后方2.5D处至前方1.5D处;相邻线路同时施工且轴线间距小于20 m时,2条隧道的掌子面至少保持16m (2.5D)纵向间距;先行隧道另一侧存在既有隧道时,开挖面纵向间距至少保持12 m (2D),以减小对地表沉降、管片位移和围岩压力的影响。
2025, 55(8): 268-276.
doi: 10.3724/j.gyjzG23112217
摘要:
对于中小型钢结构体育场馆,为了减小施工过程对结构状态的影响,充分利用钢结构自身具有一定弹性变形范围这一特点,提出了一种针对中小型体育场馆的预应力施工工艺。工艺的主要特点是先施工主桁架,再施工屋顶网架,主桁架施工完成后通过下拉索将其下拉至一定位置(弹性范围内),将屋顶网架与主桁架进行连接,待全部连接完成后,将下拉索拉力逐级解除,主桁架在下拉索拉力解除后,出现一定程度的回弹,回弹过程中,屋顶网架形成预应力结构,主桁架和屋顶之间形成稳定的整体。通过数值模拟,对该施工工艺进行过程分析,提出最优预应力施工方案。
对于中小型钢结构体育场馆,为了减小施工过程对结构状态的影响,充分利用钢结构自身具有一定弹性变形范围这一特点,提出了一种针对中小型体育场馆的预应力施工工艺。工艺的主要特点是先施工主桁架,再施工屋顶网架,主桁架施工完成后通过下拉索将其下拉至一定位置(弹性范围内),将屋顶网架与主桁架进行连接,待全部连接完成后,将下拉索拉力逐级解除,主桁架在下拉索拉力解除后,出现一定程度的回弹,回弹过程中,屋顶网架形成预应力结构,主桁架和屋顶之间形成稳定的整体。通过数值模拟,对该施工工艺进行过程分析,提出最优预应力施工方案。
